一種用於低電壓ad晶片測量高共模電壓差分信號的電路的製作方法
2023-06-01 20:30:06
專利名稱：一種用於低電壓ad晶片測量高共模電壓差分信號的電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電信號測量的技術領域，具體的說是一種用於低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的電路，實現信號的模擬量到數字量轉換，特別涉及其電器連接結構。
背景技術：
目前使用低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的方法主要有兩種方案一採用高電源電壓的「差分輸入一單端輸出」的前置放大電路(例如儀表放大器)把高共模電壓的差分信號轉換成低共模電壓的單端信號，然後再送到低電壓AD晶片進行模/數轉換。方案二採取電阻分壓的方式，把共模信號減小到低電壓A D晶片可以允許的共模範圍，然後使用低電壓A D晶片進行模/數轉換。方案一的缺點是高性能的前置放大電路成本較高，同時該方案整體性能指標受到前置放大電路性能的影響，某些指標(例如失調電壓和增益的溫度穩定性、輸入電壓噪聲等)受其影響不能做到很高。方案二的缺點是減小共模信號的同時有效的差分信號也會同比例的衰減，會帶來額外的測量誤差。同時該方案整體性能指標受電阻的比配精度和電阻溫度性能的影響，某些指標(例如失調電壓和增益的溫度穩定性、共模抑制能力等)受其影響不能做到很高。綜合上述內容，故仍然需要對現有低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的方法進行進一步改進。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用於低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的電路，整體性能指標僅受AD轉換晶片的影響，實現了對高共模電壓的差分信號的高精度、低成本的測量，有效克服了現有技術中存在的缺點和不足。為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種用於低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的電路，它主要包括高共模電壓差分模擬信號源，其特徵在於所述高共模電壓差分模擬信號源的輸出端分別與輸入保護電路的輸入端、共模電壓採樣電路的輸入端連接，輸入保護電路的輸出端與低電壓A D轉換晶片的差分信號輸入端連接，低電壓A D轉換晶片的數位訊號輸出端與M C U的數位訊號輸入端連接，共模電壓採樣電路的輸出端與電壓調節輸出電路的輸入端連接，電壓調節輸出電路的供電輸出端與低電壓A D轉換晶片的供電輸入端連接，所述共模電壓採樣電路和電壓調節輸出電路連接有高電壓電源，所述 M C U連接有低電壓電源。本發明公開了一種用於低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的電路，具有高精度、低成本的優點，該方法的核心思想是通過自動調節AD轉換晶片的「地電位」來適應信號的共模輸入範圍。
圖1為本發明電路框圖。圖2為本發明一實施例電路原理圖。
具體實施例方式下面參照附圖，對本發明進一步進行描述。本發明為一種用於低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的電路，它主要包括電路板，電路板處設有高共模電壓差分模擬信號源9，其特徵在於所述高共模電壓差分模擬信號源的輸出端分別與輸入保護電路1的輸入端、共模電壓採樣電路2的輸入端連接，輸入保護電路1的輸出端與低電壓A D轉換晶片的差分信號輸入端連接，低電壓A D轉換晶片3的數位訊號輸出端與M CU 4的數位訊號輸入端連接，MCU (Micro Controller Unit) 中文名稱為微控制單元，又稱單片微型計算機，共模電壓採樣電路2的輸出端與電壓調節輸出電路5的輸入端連接，電壓調節輸出電路5的供電輸出端與低電壓A D轉換晶片3的供電輸入端連接，電壓調節輸出電路5根據輸入的信號自動調節「地電位」後給低電壓A D 轉換晶片3供電，所述共模電壓採樣電路2和電壓調節輸出電路5連接有高電壓電源6， 所述M C U 4連接有低電壓電源7。在具體實施時，所述低電壓A D轉換晶片3與MC U 4之間設有電平轉換電路 8，低電壓A D轉換晶片3的數位訊號輸出端與電平轉換電路8的數位訊號輸入端連接， 電平轉換電路8的數位訊號輸出端與M C U 4的數位訊號輸入端連接，電平轉換電路8連接有高電壓電源6。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明具體實施只局限於上述這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說， 在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種用於低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的電路，它主要包括高共模電壓差分模擬信號源(9)，其特徵在於所述高共模電壓差分模擬信號源的輸出端分別與輸入保護電路(1)的輸入端、共模電壓採樣電路(2)的輸入端連接，輸入保護電路(1)的輸出端與低電壓A D轉換晶片的差分信號輸入端連接，低電壓A D轉換晶片(3 )的數位訊號輸出端與M C U ( 4 )的數位訊號輸入端連接，共模電壓採樣電路(2)的輸出端與電壓調節輸出電路(5)的輸入端連接，電壓調節輸出電路(5)的供電輸出端與低電壓A D轉換晶片(3) 的供電輸入端連接，所述共模電壓採樣電路(2 )和電壓調節輸出電路(5 )連接有高電壓電源(6)，所述MC U( 4)連接有低電壓電源(7)。
2.根據權利要求1所述的一種用於低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的電路，其特徵在於所述低電壓A D轉換晶片(3 )與M C U ( 4 )之間設有電平轉換電路(8 )，低電壓AD轉換晶片(3 )的數位訊號輸出端與電平轉換電路(8 )的數位訊號輸入端連接，電平轉換電路(8 )的數位訊號輸出端與M C U ( 4 )的數位訊號輸入端連接，電平轉換電路(8 ) 連接有高電壓電源(6)。
3.根據權利要求1所述的一種用於低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的電路，其特徵在於所述電壓調節輸出電路(5)根據輸入的信號自動調節「地電位」後給低電壓A D轉換晶片(3)供電。
全文摘要
本發明公開了一種用於低電壓AD晶片測量高共模電壓差分信號的電路，其特徵在於所述高共模電壓差分模擬信號源的輸出端分別與輸入保護電路的輸入端、共模電壓採樣電路的輸入端連接，輸入保護電路的輸出端與低電壓ＡＤ轉換晶片的差分信號輸入端連接，低電壓ＡＤ轉換晶片的數位訊號輸出端與ＭＣＵ的數位訊號輸入端連接，共模電壓採樣電路的輸出端與電壓調節輸出電路的輸入端連接，電壓調節輸出電路的供電輸出端與低電壓ＡＤ轉換晶片的供電輸入端連接，所述共模電壓採樣電路和電壓調節輸出電路連接有高電壓電源，所述ＭＣＵ連接有低電壓電源。該方法的核心思想是通過自動調節AD轉換晶片的「地電位」來適應信號的共模輸入範圍。
文檔編號G01R19/25GK102590599SQ20111000281
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月7日 優先權日2011年1月7日
發明者趙翊 申請人:上海耀華稱重系統有限公司